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基本光刻工藝流程

1、光刻工藝是一種用來去掉晶圓表面層上所規(guī)定的特定區(qū)域的基本操作(Photolithography、Photomasking、Masking、Oxide、MetalRemoval-OR,MR、Microlithography)

負(fù)膠+亮場或正膠+暗場形成空穴;負(fù)膠+暗場或正膠+亮場形成凸起;

2、光刻十步法：

表面準(zhǔn)備—涂光刻膠—軟烘焙—對準(zhǔn)和曝光—顯影—硬烘焙—顯影目測—刻蝕—光刻膠去除—最終目檢;

3、基本的光刻膠化學(xué)物理屬性：

a、組成：聚合物+溶劑+感光劑+添加劑

普通應(yīng)用的光刻膠被設(shè)計(jì)成與紫外線和激光反應(yīng)，它們稱為光學(xué)光刻膠(opticalresist)，還有其它光刻膠可以與X射線或者電子束反應(yīng);

負(fù)膠：聚合物曝光后會(huì)由非聚合態(tài)變?yōu)榫酆蠣顟B(tài)，形成一種互相粘結(jié)的物質(zhì)，是抗刻蝕的，大多數(shù)負(fù)膠里面的聚合物是聚異戊二烯類型的，早期是基于橡膠型的聚合物;

正膠：其基本聚合物是苯酚-甲醛聚合物，也稱為苯酚-甲醛Novolak樹脂，聚合物是相對不可溶的，在用適當(dāng)?shù)墓饽芰科毓夂?，光刻膠轉(zhuǎn)變成可溶狀態(tài);

b、光刻膠的表現(xiàn)要素：

分辨率：resolutioncapability、縱橫比-aspectratio(光刻膠厚度與圖形打開尺寸的比值、正膠一般比負(fù)膠有更高的縱橫比);

粘結(jié)能力：負(fù)膠的粘結(jié)能力通常比正膠強(qiáng)一些;

曝光速度、靈敏性和曝光源：反應(yīng)速度越快，在光刻蝕區(qū)域晶圓的加工速度越快;靈敏性是與導(dǎo)致聚合或者光溶解發(fā)生所需要的能量總和相關(guān)的;波長越短的射線能量越高;

工藝寬容度：工藝維度越寬，在晶圓表面達(dá)到所需要尺寸的可能性就越大;

針孔：針孔是光刻膠層尺寸非常小的空穴，光刻膠層越薄，針孔越多，典型的權(quán)衡之一;

微粒和污染水平、階梯覆蓋度和熱流程;

c、正膠和負(fù)膠的比較：

直到20世紀(jì)70年代中期，負(fù)膠一直在光刻工藝中占主導(dǎo)地位，到20世紀(jì)80年代，正膠逐漸被接受。兩者相比優(yōu)缺點(diǎn)如下：正膠的縱橫比更高、負(fù)膠的粘結(jié)力更強(qiáng)曝光速度更快、正膠的針孔數(shù)量更好階梯覆蓋度更好，但成本更高、正膠使用水溶性溶劑顯影而負(fù)膠使用有機(jī)溶劑顯影;

d、光刻膠的物理屬性：

固體含量：solidcontent一般在20%-40%;

粘度：測試方法有落球粘度計(jì)量器、Ostwalk-Cannon-Fenske方法、轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)向標(biāo)法、粘度單位是厘泊(centipoise)，另一種單位稱為kinematic粘度，它是centistoke，由粘度(厘泊)除以光刻膠密度而得到，默認(rèn)溫度為25度;

表面張力;

折射系數(shù)：indexofrefraction，對于光刻膠其折射率和玻璃接近約為1.45;

儲(chǔ)存與控制：光熱敏感度、粘性敏感度、清潔度……

4、光刻工藝剖析：

a、表面準(zhǔn)備：

微粒清除：高壓氮?dú)獯党?、化學(xué)濕法清洗、旋轉(zhuǎn)刷刷洗、高壓水流;

脫水烘焙：低溫烘焙(150~200℃)，憎水性-hydrophobic\xa0親水性-hydrophilic

晶圓涂底膠：HMDS(六甲基乙硅烷)沉浸式涂底膠、旋轉(zhuǎn)式涂底膠、蒸氣式涂底膠;

b、涂光刻膠：

普通的光刻膠涂膠方法有三種：刷法、滾轉(zhuǎn)方法和浸泡法，IC封裝用光刻膠的涂布方法如下：

靜態(tài)涂膠工藝、動(dòng)態(tài)噴灑、移動(dòng)手臂噴灑、手動(dòng)旋轉(zhuǎn)器、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)器、背面涂膠;

c、軟烘焙:

熱傳遞的三種方式：傳導(dǎo)、對流和輻射;

常用的軟烘焙加熱方式如下：對流烘箱、手工熱板、內(nèi)置式單片晶圓加熱板、移動(dòng)帶式熱板、移動(dòng)帶式紅外烘箱、微波烘焙、真空烘焙、

d、對準(zhǔn)和曝光(A&E):

對準(zhǔn)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)：對準(zhǔn)系統(tǒng)包含兩個(gè)主要子系統(tǒng)、一個(gè)是要把圖形在晶圓表面上準(zhǔn)備定位，另一個(gè)是曝光子系統(tǒng)，包括一個(gè)曝光光源和一個(gè)將輻射光線導(dǎo)向晶圓表面上的機(jī)械裝置;

對準(zhǔn)與曝光系統(tǒng)：光學(xué)(接觸式、接近式、投影式、步進(jìn)式)，非光學(xué)(X射線、電子束);

曝光光源：高壓汞燈、準(zhǔn)分子激光器、X射線及電子束;

對準(zhǔn)法則：第一個(gè)掩膜版的對準(zhǔn)是把掩膜版上的Y軸與晶圓上的平邊成90°放置，接下來的掩膜都用對準(zhǔn)標(biāo)記(又稱靶)與上一層帶有圖形的掩膜對準(zhǔn)。對準(zhǔn)誤差稱為未對準(zhǔn)(misalignment);

光刻機(jī)的分類：接觸式光刻機(jī)、接近式光刻機(jī)、掃描投影光刻機(jī)、步進(jìn)式光刻機(jī)、分布掃描光刻機(jī)、X射線光刻機(jī)、電子束光刻機(jī)、混合和匹配光刻機(jī);

曝光后烘焙(PEB)：駐波是使用光學(xué)曝光和正性光刻膠時(shí)出現(xiàn)的問題，一種減少駐波效應(yīng)的方法是在曝光后烘焙晶圓，PEB的時(shí)間和溫度的規(guī)格是烘焙方法、曝光條件以及光刻膠化學(xué)所決定的。

總結(jié)：以上為小編總結(jié)的光刻工藝流程，希望大家喜歡。